จุลินทรีย์ในสิ่งแวดล้อม

งานนำเสนอเรื่อง: "จุลินทรีย์ในสิ่งแวดล้อม"— ใบสำเนางานนำเสนอ:

1 จุลินทรีย์ในสิ่งแวดล้อม
By Amporn Thiengtrongdee 5/3/2012 สำหรับนักศึกษาพยาบาลศาสตร์ชั้นปีที่ 1 วิชาจุลชีวและปรสิตวิทยา

2 ฉลากผักและผลไม้ เลข 4 หลักขึ้นต้นด้วย 4 เช่น 4xxx, เป็นผักและผลไม้ทั่วไป เลข 5 หลักขึ้นต้นด้วย 9 เช่น 9xxxx, เป็นผักและผล Organic เลข 5 หลักขึ้นต้นด้วย 8 เช่น 8xxxx, เป็นผักและผล GMO (genetically Modified)

3 วัตถุประสงค์การเรียนรู้
มีความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับจุลินทรีย์ในสิ่งแวดล้อม ตระหนักถึงความสำคัญของจุลินทรีย์ในสิ่งแวดล้อม สามารถนำความรู้เรื่องจุลินทรีย์ในสิ่งแวดล้อม ไปประยุกต์ใช้ในการปฏิบัติการพยาบาลและใช้กับชีวิตประจำวันได้

4 สาระการเรียนรู้ จุลินทรีย์ในน้ำ จุลินทรีย์ในนม จุลินทรีย์ในอาหาร
จุลินทรีย์ในอากาศ จุลินทรีย์ในดิน จุลินทรีย์ที่มีประโยชน์และการประยุกต์ใช้

5 จุลินทรีย์ในน้ำ น้ำในธรรมชาติจะมีจุลินทรีย์อาศัยอยู่ แม้แต่ในน้ำพุร้อน จะพบจุลินทรีย์ประเภท Thermoduric จุลินทรีย์ที่พบอาจจะเป็น flora หรือ contaminants ที่มาจากคนหรือสัตว์ ซึ่งเป็นสาเหตุของการเกิดโรคติดเชื้อต่างๆ จุลินทรีย์ช่วยสร้างสมดุลของสิ่งแวดล้อมโดยย่อยสลายต่อเป็นทอดๆ เช่น oxidation pond และการเรืองแสงของปลาก็เกิดจาก luminenesent bacteria ที่อาศัยอยู่ในปลานั้นๆ ดังนั้น จึงต้องมีการประเมินคุณภาพน้ำ ที่จะนำมาใช้

6 การประเมินคุณภาพของน้ำ
น้ำดื่ม การนับจำนวนเชื้อทั่วไป (Total aerobic count) เพื่อประเมินความสะอาด และหาเชื้อที่เป็นตัวบ่งชี้ (indicator organisms) เป็นการบอกว่าน้ำนั้นปลอดภัยจากโรคทางเดินอาหารหรือไม่ ซึ่ง indicator นี้จะสัมพันธ์กับโรคที่มาจากแหล่งเดียวกัน เช่นลำไส้ของคนและสัตว์ indicator ที่นิยมใช้คือ coliforms ซึ่งเป็นแบคทีเรียแกรมลบ ไม่สร้างสปอร์เปลี่ยนน้ำตาลให้เป็นกรดและแก๊สได้ภายใน 48 ชั่วโมง ที่ 35 องศาเซลเซียส ถ้าพบแสดงว่ามีการปนเปื้อนอุจจาระของคนและสัตว์ ถ้าจะให้แน่นอนก็ตรวจ fecal coliforms ควบคู่ไปด้วย และเพิ่มอุณหภูมิเป็น 44.5 องศาเซลเซียส คุณภาพน้ำดื่มทั่วๆไป Total coliforms ไม่ควรเกิน 4 ตัว/100 ml

7 การประเมินคุณภาพของน้ำ
น้ำในสระว่ายน้ำ น้ำในแหล่งน้ำทั่วๆไปเช่น ชายหาด ทะเล น้ำตก จะมีเชื้อจากร่างกาย ปาก จมูกของผู้ใช้ ถ้าน้ำหมุนเวียนไม่เพียงพอ ที่จะฆ่าเชื้อเหล่านั้น จะทำให้ติดโรคได้เช่น การเกิดตาแดงจากเชื้อ Hemophilus aegytius คุณภาพน้ำตามที่สาธารณ Total coliforms ไม่ควรเกิน 200 ตัว/ 100 ml เชื้อที่ตรวจเพิ่มเติมคือ Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa เชื้อเหล่านี้เป็นปัญหาที่สำคัญและทนทานต่อสิ่งแวดล้อมมาก

8 จุลินทรีย์ในน้ำที่ทำให้เกิดโรค

9 จุลินทรีย์ในน้ำที่ทำให้เกิดโรค
Salmonella typhi  ไทฟอยด์ Salmonella paratyphi พาราไทฟอยด์ Shigella dysenteriae  บิด Vibrio cholerae  Vibrio parahaemolyticus Diarrhoea Staphylococcus aureus อาหารเป็นพิษ Clostridium botulinum อาหารเป็นพิษ

10 จุลินทรีย์ในน้ำที่ทำให้เกิดโรค (ต่อ)
Clostridium perfringens  แผล gas gangreen Leptospira Leptospirosis Klebsiella pneumonia Proteus mirabilis ท้องร่วงในเด็ก Hepatitis A virus Entameaba histolytica บิด ameabiasis Giardia lambia เป็น Protozoa  Diarrhoea จากน้ำและอาหาร

11 เกิดโรคอะไรได้บ้าง?

12 เกิดโรคฉี่หนู? (Leptospirosis)

13 เชื้อจุลินทรีย์ในอากาศ
เชื้อที่พบจะมาจากสิ่งแวดล้อมรอบๆบริเวณนั้น จากดิน คน สัตว์ โดยลมมีส่วนทำให้แพร่กระจายของเชื้อ เชื้อจะแขวนลอยอยู่ในฝุ่นหรือตัวกลางอื่นๆ (aerosols) เช่น เสมหะ ฝุ่นจากโรงงาน โรงฆ่าสัตว์ โรงงานกำจัดน้ำเสีย โรงพยาบาล ซึ่งเชื้อในโรงพยาบาลเป็นสาเหตุของการเกิดโรคติดเชื้อในโรงพยาบาล (nosocomial infection) ในห้องเตรียมยาฉีด ยาตา ห้องผ่าตัด จะต้องเป็น sterile area โดยอาจใช้การอบ หรือ แผ่นกรอง HEPA (High efficiency particular air filter) กรองได้ 0.3 ไมครอน

14 จุลินทรีย์ในอากาศที่ทำให้เกิดโรค

15 โรคที่เกิดจาก Virus ไข้หวัด ไข้หวัดใหญ่ ไข้ทรพิษ หัด คางทูม หัดเยอรมัน
อีสุกอีใส

16 Bacteria Streptococcus pyogenes ไข้ดำแดง
Corynebacterium diphtheriae คอตีบ Bordetella pertussis ไอกรน Heamophilus influenza Streptococcus pneumonia Klebsiella pneumonia Mycobacterium tuberculosis

17 Bacteria Rickettsia prowazekii ไข้รากสาดใหญ่ Bacillus anthracis
Streptococal menigitis ไข้กาฬหลังแอ่น Legionella pneumophila เกิดโรค legionaires Coccidiodes immitis ปอดติดเชื้อ Histoplasma capsulatum ปอดติดเชื้อ

18 หนอนพยาธิ Enterobius vermicularis ติดต่อโดยหายใจเอาไข่พยาธิเข้าไป

19 Universal Precautions

20

21

22

23

24 แบคทีเรียก่อโรคที่อยู่ในดิน
Clostridium botulinum Clostridium tetani Bacillus anthracis Acinetobacter Pseudomonas pseudomallei เกิดโรค melloidosis

25 หนอนพยาธิที่อยู่ในดิน
Hook worm ระยะ filariform larva Strongyloides stercoralis ระยะ filariform larva

26 จุลินทรีย์ในนมที่ทำให้เกิดโรค

27 จุลินทรีย์ก่อโรคที่ปนเปื้อนในน้ำนม
Streptococcus pyogenes เกิดโรค Scarlet fever Staphylococcus aureus เกิดอาหารเป็นพิษ Salmonella typhi ไทฟอยด์ Entamoeba histolytica

28 จุลินทรีย์ในอาหารที่ทำให้เกิดโรค

29 จุลินทรีย์ก่อโรคที่อยู่ในอาหาร
Staphylococcus aureus อาหารเป็นพิษ Clostridium botulinum อัมพาตของกล้ามเนื้อ Aspergilus flavus สร้างอัลฟาทอกซินทำลายตับ Samonella typhi Shigella dysenteriae เกิดโรคบิด Vibrio cholerae Vibrio parahaemolyticus พบเชื้อมากในอาหารทะเล ทำให้ท้องร่วงอย่างรุนแรง

30 จุลินทรีย์ก่อโรคที่อยู่ในอาหาร
Bacillus anthracis รับประทานเนื้อวัวที่มีเชื้อเข้าไป Opisthorchis viverrini กินเนื้อปลาที่มี Metacercaria เข้าไป พยาธิใบไม้ตับ Entamoeba histolytica Hepatitis A virus รับประทานอาหารที่มีเชื้อ HAV เข้าไป ทำให้ตับอักเสบ Hepatitis E virus รับประทานอาหารที่มีเชื้อ HEV เข้าไป ทำให้ตับอักเสบ

31 จุลินทรีย์ก่อโรคที่อยู่ในอาหาร
Tinea solium พยาธิตืดหมู กินเนื้อหมูระยะ Cysticercus cellulosae Tinea saginata พยาธิตืดวัว กินเนื้อวัวระยะ Cysticercus bovis Trichinella spiralis กินเนื้อหมูที่มีตัวอ่อนอยู่ในกล้ามเนื้อหมู เกิดโรค Trichinosis Giardia lambia กินเชื้อระยะติดต่อทำให้ มีพยาธิสภาพต่อระบบทางเดินอาหาร

32 จุลินทรีย์ที่มีประโยชน์
แบคทีเรียชนิดเดียวกัน อาจก่อให้เกิดทั้งโทษและประโยชน์ ขึ้นกับสภาพการที่เป็นอยู่ ซึ่งแบคทีเรียที่ให้ประโยชน์มีมากกว่าให้โทษ ß streptococci เป็นสาเหตุของโรคหลายชนิด แต่ก็เป็นแหล่ง enzyme streptokinase ที่ใช้รักษาโรคโลหิตแข็งตัวในกระแสเลือดได้

33 ประโยชน์ของแบคทีเรียและการประยุกต์ใช้
การควบคุมร่างกายให้อยู่ในภาวะปกติ การใช้เป็นยาและการผลิตยา การใช้เป็นอาหาร ผลิตอาหารและปรุงแต่งอาหาร การผลิตสารเคมีและเชื้อเพลิง การใช้ทางการเกษตร การบำบัดน้ำเสียและการกำจัดของเสีย การทดสอบ วิเคราะห์ วินิจฉัย อื่นๆ

34 การควบคุมร่างกายให้อยู่ในภาวะปกติ
ร่างกายคน ผิวหนัง ช่องปาก ช่องคลอด ลำไส้ จะมี Normal flora ซึ่งจะให้ประโยชน์ต่อร่างกาย ผิวหนังมี staphylococci ทำให้ผิวหนังมีสภาพเป็นกรด pH 3-5 ช่องคลอดมี Lactobacilli ปรับ pH ช่องคลอดสตรีวัยเจริญพันธุ์ให้เป็น ป้องกันการติดเชื้อ หนองใน รา อื่นๆ ลำไส้มี แบคทีเรียที่สร้างวิตามิน เค บี เช่น niacin, thiamine, folic acid, biotin

35 การควบคุมร่างกายให้อยู่ในภาวะปกติ
สร้างสารต้านจุลชีพ bacteriocin เช่น colicin จาก Escherichia coli ซึ่งช่วยทำลายเชื้อชนิดอื่นๆที่ทำให้เกิดโรค คนที่รับประทานยาปฏิชีวนะนานๆและใช้น้ำยาฆ่าเชื้อล้างช่องคลอดเป็นประจำ ทำให้เสียสมดุลทางธรรมชาติ อาจเกิดภาวะขาดวิตามินหรือเกิดการติดเชื้อรา Candida ในปาก ทางเดินปัสสาวะหรือช่องคลอด

36 การใช้เป็นยา แบคทีเรียก่อโรคเมื่อทำให้ตายหรือลดความรุนแรงลง ใช้ทำวัคซีนป้องกันโรค Bordeteiia pertusis ฆ่าด้วยสารเคมีแล้วใช้ทำวัคซีนป้องกันโรคไอกรน Mycobacterium tuberculossis ทำให้อ่อนความรุนแรง ใช้เป็นวัคซีนป้องกันวัณโรค เชื้อไม่ก่อโรคบางชนิดนำมาเป็นยา Clostridium butyricum, Lactobacillus acidophilus ในรูปของเซลล์แห้งใช้รักษาโรคอาหารเป็นพิษหรืออุจจาระร่วง L. acidophilus ใช้ในผู้ที่มีปัญหาย่อยน้ำตาลแล็กโตสและช่วยลดคลอเรสเตอรอลในซีรัม

37 การผลิตยา วัคซีน Meningococcal polysaccharide vaccine ผลิตจากโพลีแซ็กคาไรด์ที่เป็นแคปซูลของ Neisseria meningitidis type A, C เพื่อป้องกันโรคเยื่อหุ้มสมองอักเสบจาก epidemic meningococci pneumococcal polysaccharide vaccine ผลิตจากโพลีแซ็กคาไรด์ที่เป็นแคปซูลของ Streptococcus pneumoniae เพื่อป้องกันปอดบวมจาก pneumococci

38 การผลิตยา เอนไซม์ จะออกฤทธิ์ที่อุณหภูมิกาย 37 °C
asparaginase ผลิตจาก Escherichia coli ใช้รักษามะเร็งเม็ดเลือดขาวบางชนิด Streptokinase ผลิตจาก ß-hemolytic streptococci ใช้รักษาโรคโลหิตแข็งตัวในกระแสเลือด Callagenase ผลิตจาก Clostridium histolyticum ใช้บรรเทาการอักเสบเนื่องจากเนื้อตายจากการติดเชื้อ

39 การผลิตยา วิตามิน riboflavin (B 2) ผลิตจาก Clostridium butyricum, C. acetobutyricum ใช้รักษาปากเปื่อย เนื่องจากการขาดวิตามินนี้ Cyanocobalamin (B 12) ผลิตจาก Bacillus megaterium, B coagulans, Propionibacterium freudenreichii, P. shermanii ใช้รักษาโรคโลหิตจางเนื่องจากขาดวิตามินนี้

40 การผลิตยา วิตามิน Mycobacterium smegmatis ให้สาร carotinoid ที่ใช้เพื่อผลิตวิตามินเอ Gluconobacter oxydans ให้สาร L-sorbose ที่ใช้เพื่อการผลิตวิตามินซี

41 การผลิตยา กรดอะมิโน L-glutamine ผลิตได้จาก Bacillus flavum, Clostridium glutamicum ใช้รักษาแผลในกระเพาะอาหาร L-arginine ผลิตจาก 2 ตัวนี้เช่นกัน ใช้ลดสภาวะการมีแอมโมเนียในเลือดสูง และบรรเทาความผิดปกติของตับ L-cysteine ใช้รักษาหลอดลมอักเสบผลิตโดยเอนไซม์ ที่ได้จาก Aerobacter aerogenes คือ cysteine desulfhydrase กรดอะมิโนใช้เป็นสารอาหารทดแทนผู้ที่ได้รับโปรตีนจากอาหารไม่พอ

42 การผลิตยา ยาปฏิชีวนะ acitracin ผลิตได้จาก Bacillus licheniformis ใช้รักษาโรคผิวหนังที่ติดเชื้อแบคทีเรีย streptomycin ผลิตได้จาก Streptomyces griseus ใช้รักษาโรคติดเชื้อจากแบคทีเรียแกรมลบ และวัณโรค erythromycin ผลิตได้จาก S. erythraeus ใช้รักษา ติดเชื้อแบคทีเรียแกรมบวก Amphotericin B ผลิตได้จาก S. nodosus รักษาเชื้อรา

43 การผลิตยา ตัวยับยั้งเอนไซม์
Clavulanic acid ผลิตได้จาก streptomyces clavuligerus มีสูตรโครงสร้างคล้ายยาปฏิชีวนะกลุ่มเพนนิซิลิน มีฤทธิ์ต้านแบคทีเรียต่ำ แต่มีฤทธิ์ยับยั้งเอนไซม์บีตา-แลกแตม ที่แบคทีเรียบางชนิดผลิตทำให้ดื้อเพนนิซิลินได้ จึงนำมาผสมกับยา กลุ่มเพนนิซิลิน เช่น amoxycillin หรือ ticarcillin เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการต้านเชื้อให้ยากลุ่มนี้

44 การผลิตยา ยาต้านมะเร็ง
Actinomycin D เป็นยาปฏิชีวนะที่มีกลไกการออกฤทธิ์ต่อดีเอ็นเอผลิตได้จาก streptomyces antibioticus ทอกซอยด์ Diphtheria toxoid ผลิตได้จาก exotoxin ของ Corynebacterium diphtheriae ที่ทำให้หมดพิษลง ใช้ป้องกันโรคคอตีบ Tetanus toxoid ผลิตได้จาก exotoxin ของ clostridium tetani ที่ทำให้หมดพิษลง ป้องกันโรคบาดทะยัก

45 การผลิตอาหาร อาหารหมัก เป็นการผลิตอาหารตั้งแต่โบราณ โดยใส่ จุลินทรีย์ลงในอาหารที่มีสารที่มันนำไปใช้ได้ จุลินทรีย์จะปล่อยเอนไซม์ชนิดต่างๆมาย่อยสลายสารนั้นแล้วแปรเปลี่ยนกลิ่น รส ตามต้องการ อาหารหมักประเภทนม ได้แก่นมเปรี้ยวต่างๆและเนย (cheese) แบคทีเรียนี้ได้แก่ Streptococcus thermophilus, Lactobacillus bulgaricus, Propionibacterium shermanii โดยเชื้อนี้เปลี่ยนน้ำตาลแล็กโทสในนมเป็นกรดแล็กติก ทำให้นมเปรี้ยวและจับตัวเป็นก้อนแข็ง

46 การผลิตอาหาร อาหารหมักประเภทเนื้อสัตว์ ได้แก่ไส้กรอกต่างๆ แหนม ปลาร้า ปลาเจ่า ปลาจ่อม กุ้งจ่อม แบคทีเรียที่มีบทบาทได้แก่ Pediococcus cerevisiae, P. acidilactici, Micrococcus surantiacus, Lactobacillus plantarum โดยเชื้อเหล่านี้ให้กรดแล็กติก ก่อให้เกิดปฏิกิริยาไนเตรท รีดักชั่น อาหารหมักประเภทแป้ง ได้แก่ขนมปังฝรั่งเศสชนิดเปรี้ยว แบคทีเรียที่ใช้ได้แก่ Lactobacillus sanfrancisco อาหารหมักประเภทผัก กิมจิ กะหล่ำดองเปรี้ยว หน่อไม้ดอง แบคทีเรียที่ใช้เป็นชนิดที่ให้กรดแล็กติก ได้แก่ Lactobacillus brevis, L. plantarum, P. cerevisiae สุดท้ายจากการหมักจะได้กรดแล็กติก คาร์บอนไดออกไซด์ แอลกอฮอล์และกรดน้ำส้ม

47 การผลิตสิ่งปรุงแต่งอาหาร
น้ำส้มสายชู ผลิตได้โดยปฏิกิริยาการเปลี่ยนแอลกอฮอล์เป็นกรดน้ำส้ม จาก Acetobacter pasteurianum, Gluconobacter oxydans, G. suboxydans ผงชูรส มีองค์ประกอบคือ monosodium L-glutamateโดยใช้กรด L-glutamic เป็นวัตถุดิบซึ่งผลิตจาก Clostridium glutamicum,C. lilium, Brevibacterium divaricatum, B. flavum, Microbacterium flavum var. glutamicum และ Arthrobacter aminofaciens ซีอิ๊ว ใช้แบคทีเรียทนเกลือ Bacillus spp. นอกจากให้ผลิตภัณฑ์ที่มีกลิ่นและรสพิเศษแล้วยังเป็นสารป้องกันการเสียด้วย

48 การผลิตสารเคมี สารเคมี
กรดซิติก ใช้เป็นสารแต่งรส สารกันเสีย และantioxidant ในผลิตภัณฑ์ต่างๆเช่น ขนมหวาน เครื่องดื่มมึนเมา ยา เครื่องสำอาง Sodium citrate เป็นยาต้านการแข็งตัวของเลือด Gluconic acid เป็นวัตถุดิบในการผลิต calcium gluconaate เป็นยาเพิ่มแคลเซี่ยม ตัวทำละลาย acetone, butanol ใช้ในการสกัดสาร

49 เชื้อเพลิง แอลกอฮอล์ใช้ยีสต์ในการหมัก แต่ใช้แบคทีเรียผลิตได้คือ Zymomonas mobilis แก๊สชีวภาพ ประกอบด้วยมีเทน แบคทีเรีย ที่เกี่ยวข้องคือ Metanobacterium เกิดจากสารอินทรีย์ใต้พื้นดิน ปัจจุบันใช้กากพืช มูลสัตว์ หมักก็ได้

50 ใช้ทางเกษตร การทำปุ๋ย อาหารเสริมให้สัตว์ วิตามิน กรดอะมิโน
ผลิตยาที่ใช้กับสัตว์ กำจัดแมลงเช่น Bacillus thuringiensis ฆ่าลูกน้ำและหนอนแก้วได้ ปรับปรุงสายพันธุ์

51 การบำบัดน้ำเสีย การวัดความเสียของน้ำใช้ค่า BOD (biochemical oxygen demand) คือปริมาณออกซิเจนที่จุลินทรีย์ต้องการใช้ในการย่อยสลายอินทรีย์สาร ค่าสูงแสดงว่าน้ำเสียมาก น้ำธรรมชาติที่สะอาดมีค่า BOD มิลลิกรัมต่อลิตร

52 ขั้นตอนของการบำบัดน้ำเสีย
Sedimentation ปล่อยให้น้ำเสียตกตะกอน Activated sludge น้ำเสียวนเวียนให้อากาศเข้าไปเป็นการเติมออกซิเจน ย่อยสารในน้ำผ่าน aerobic pathway Sludge digester ย่อยตะกอนที่เหลือด้วย จุลินทรีย์ผ่าน anaerobic pathway เหมาะกับน้ำเสียที่มีค่า BOD สูงเหนียวข้น Chlorination เป็นการเติมคลอรีนเพื่อฆ่าเชื้อก่อนปล่อยลงสู่แหล่งน้ำ

53 แบคทีเรียที่ใช้ Bacillus subtilis ช่วยย่อยแป้งและโปรตีน
Nocardia corallina ย่อยฟีนอล Pseudomonas putida ย่อยสารที่ไม่ละลายน้ำให้ละลายน้ำได้ เช่น น้ำมัน

54 การทดสอบวิเคราะห์ วินิจฉัย
Bacillus sterothermophilus ใช้ทดสอบประสิทธิภาพการฆ่าเชื้อด้วยความร้อน Sarcina lutea ใช้ทดสอบการตกค้างของ ยาปฏิชีวนะในอาหาร เพราะไวต่อยาปฏิชีวนะมาก ประโยชน์ด้านอื่นๆ ได้แก่การสกัดแยกโลหะ

55 EM (Effective microoganism)
เกิดจากกระบวนการหมักแบบไม่มีอากาศ ต้นกำเนิดมาจากญี่ปุ่น น้ำตาล รำข้าว โปรตีนเป็นอาหารของ EM ไม่สามรถใช้ร่วมกับสารเคมีได้ EM ทำงานได้ดีในที่มืด จึงควรใช้ตอนเย็น

56 กระบวนการทางวิทยาศาสตร์
สังเกต สงสัย อยากรู้ ทดลองทำ